JP6167273B1 - 係留気球システム - Google Patents
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Abstract
Description
を所望の位置に移動させたりすることが可能である。
て風を抱えるようにしたりすることで、気球本体に対する浮力が増す。この浮力と風の抵抗により気球本体は前進方向に押し出され、さらに係留索を緊張する(または操縦索全体を均等に緊張する)ことでバランスが保たれることから、気球本体の移動を抑制できる。
本発明の第1の実施形態は、係留気球システムを用いた地上監視システムである。図1
は、本実施形態に係る地上監視システムの概要構成を示す。地上監視システムは、気球本体100、係留巻取装置201および張力制御装置202を含む車両200、本部300から構成される。気球本体100を例えば都市部の交差点上空に配置し、気球本体100がカメラ120を用いて地上を撮影する。気球本体100によって撮影された画像は、車両200の伝送装置240から本部300の伝送装置310に送信され、本部300において気球設置位置付近の監視が行える。
図2(A)〜図2(D)は、気球本体100の構造を示す図である。図2(A)は気球本体100の正面図、図2(B)は気球本体100の上面図、図2(C)は気球本体100の背面図、図2(D)は気球本体100の側面図である。これらの図では、気球本体100のエンベロープ(球皮)の形状を説明することを目的とするため、気球本体100に
接続される操縦索や操縦索固定用のフック、あるいは気球本体100が備えるセンサなどは省略している。
車両200は、係留巻取装置201、張力制御装置202、記憶装置203、伝送装置204を備える。係留巻取装置201は、気球本体100に接続される係留索143を巻き取ったり繰り出したりする制御を行う。係留巻取装置201は、サーボ機構を有し、張
力制御装置202から指示される目標張力が係留索143に印加されるようにモータを制御する。
帯電話通信、衛星通信など任意の方式を利用可能である。なお、車両200と本部300との間の通信は、無線通信であっても有線通信であっても、これらの組み合わせであっても構わない。
本部300は、伝送装置301を備え、気球本体100から送信される画像データを取得する。本部300は、受信した画像データを表示するための表示装置や、気球本体100あるいはそのカメラに対する指令を送信するための入力装置も備える。
次に、操縦索および係留索の張力制御と、気球本体100の形状の変化や気球本体100に加わる力の変化などとの関係について説明する。なお、図6〜図9は張力制御を説明するための図であり、気球本体や操縦索などの構成を正確に示すものではない点に留意されたい。
ば10度以内や15度以内の移動を許容するようにしてもよい。
8(A)、図8(B)は、気球本体100を風向きとは異なる方向に向かせるための制御を説明する図である。上述したように、気球本体100は風見安定により、通常は機首が風上の方向を向く。
右前方向)からの風と釣り合う向きに機首を向かせることができる。機首を右旋回させる場合には、同様に、右側の尾翼112bを下向きにし、左側の尾翼112aを上向きにすればよい。
本実施形態によれば、地上の車両200(張力制御装置202)からの操縦索の張力制御によって、気球本体100の形状を可変としている。これにより、気球本体100が風から受ける力を制御することができ、係留索の緊張力の制御と合わせて、気球本体100を上空の係留位置(定点)に留めることが可能となる。気球本体の浮遊範囲を限定することで、建物などの障害物が多い都市部などの環境においても、気球を運用することができるようになる。
きる。また、輸送後はヘリウムガスの再充填を行う必要なく、サイドエンベロープ120をメインエンベロープ110に取り付けるだけで運用を開始できる。
上記の実施形態は、本発明の実施するための例示的な一実施例であり、本発明を上記の実施形態に限定するものではない。
110:メインエンベロープ
112a,112b:尾翼
120a,120b:サイドエンベロープ
201:係留巻取装置
202:張力制御装置
Claims (13)
- 気球本体と係留装置が係留索を介して接続された係留気球システムであって、
前記気球本体は、メインエンベロープと、前記メインエンベロープに取り付けられた第1のサイドエンベロープおよび第2のサイドエンベロープと、前記メインエンベロープ、前記第1および第2のサイドエンベロープの少なくともいずれかに接続された操縦索とを有し、
前記操縦索の張力を制御することによって、前記メインエンベロープと前記第1のサイドエンベロープと前記第2のサイドエンベロープの相対的な位置を変更可能である、
ことを特徴とする、係留気球システム。 - 前記係留装置は、前記係留索の張力を制御する張力制御装置を有し、
前記操縦索に接続されたモータを有し、当該モータが前記張力制御装置からの指示に従って前記操縦索の張力を調整することによって、前記メインエンベロープと前記第1のサイドエンベロープと前記第2のサイドエンベロープの相対的な位置を変更可能である、
請求項1に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置は、前記係留索の張力を制御する張力制御装置を有し、
前記操縦索が前記係留索を兼ねており、前記操縦索が前記係留装置と接続されており、
前記係留装置が前記張力制御装置からの指示に従って前記操縦索の張力を調整することによって、前記メインエンベロープと前記第1のサイドエンベロープと前記第2のサイドエンベロープの相対的な位置を変更可能である、
請求項1に記載の係留気球システム。 - 前記気球本体は、風速センサを有し、
前記係留装置は、前記風速センサから得られる風速と前記操縦索の張力とに基づいて、前記操縦索の張力を制御する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置は、風速が弱いほど前記メインエンベロープと前記第1および第2のサイ
ドエンベロープの水平高さが近い位置になり、風速が強いほど前記第1および第2のサイドエンベロープが前記メインエンベロープよりも低い位置になるように、前記操縦索の張力を制御する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置は、風速が弱いほど前記気球本体が水平に近いようになり、風速が強いほど前記気球本体の前方が上向きになるように、前記操縦索の張力を制御する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置は、前記係留索の張力を制御する張力制御装置を有し、
前記メインエンベロープは、1対の尾翼を有しており、
前記尾翼は、操縦索と接続されており、
前記張力制御装置は、前記操縦索の張力を制御することによって前記尾翼も操作する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記メインエンベロープ、前記第1および第2のサイドエンベロープはいずれも円筒形状である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記第1および第2のサイドエンベロープは、前記メインエンベロープよりも長手方向の長さが短く、
前記第1および第2のサイドエンベロープの重心位置は、前記メインエンベロープの重心位置よりも前方に位置する、
請求項8に記載の係留気球システム。 - 前記第1および第2のサイドエンベロープは、内部の気体を維持した状態で、前記メインエンベロープから着脱可能である、
請求項1から9のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置は、車両に搭載されており、
前記車両には、前記第1および第2のサイドエンベロープの内部の気体を維持した状態で前記気球本体を固定可能な支持部を備える、
請求項1から10のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置と、前記気球本体に設けられたセンサから得られるセンサデータを取得し無線通信によりデータ送信装置と、を搭載した車両をさらに有する、
請求項1から11のいずれか1項に記載の係留気球システム。 - 前記係留装置と、前記気球本体に搭載されたセンサから取得されるセンサ情報を無線通信により送信する伝送装置と、を搭載した車両を備える、
請求項1から12のいずれか1項に記載の係留気球システム。
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